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1、电力电子技术复习习题第1章 电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在_开关_状态。电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大类。2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为_通态损耗_，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为_开关损耗_。3.电力电子器件组成的系统，一般由_控制电路_、_驱动电路_、 _主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路_。4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型_ 、 _双极型_ 、_复合型_三类。5.电力二极管的工作特性可概括为_单向导电性_。6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管

2、_、 _肖特基二极管_。晶闸管派生器件：快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管。7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。8.晶闸管的基本工作特性可概括为 _门极_ 正向有触发则导通、反向截止 _关断_ 。9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_=(24)_IH 。10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM_Ubo。11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。12.GTO的_GTO元的阴极和门极并联_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。13.功率晶体管GTR从高电压小

3、电流向低电压大电流跃变的现象称为_击穿_ 。14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的_放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_。15.电力MOSFET的通态电阻具有_正_温度系数，对器件并联时均流有利。16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_下降_，开关速度_小于_电力MOSFET 。17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是_智能功率集成电路_。18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电流驱动

4、型_和_电压驱动型_两类。19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是_一定负值_。20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_使GTO导通时处于临界饱和状态_。21.抑制过电压的方法之一是用_阻容_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于_小_功率装置的保护 。22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_快恢复_型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。23.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_静态均压_措施，给每只管子并联RC支路是_动态均压_措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用_先串后并_的方法。24.IGBT的通

5、态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有_负_温度系数， 在1/2或1/3额定电流以上区段具有_正_温度系数。25.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管_，属于半控型器件的是_SCR_，属于全控型器件的是_GTO、GTR、MOSFET、IGBT_；属于单极型电力电子器件的有_MOSFET_，属于双极型器件的有_ GTO、GTR、电力二极管、SCR_，属于复合型电力电子器件得有 _IGBT_；在可控的器件中，容量最大

6、的是_GTR_，工作频率最高的是_MOSFET_，属于电压驱动的是_ MOSFET、IGBT _，属于电流驱动的是_ GTO、GTR _。 单管输出功率最大的是GTO，应用最广泛的是IGBT。IGBT是一个复合型器件，它是GTR驱动的MOSFET。简答题：26.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？27.应用电力电子器件的系统组成如题图1-27所示，试说明其中保护电路的重要意义？28.二极管的电阻主要是作为基片的低掺杂N区的欧姆电阻，阻值较高且为常量，为何二极管在正向电流较大时管压降仍然很低？ 29.二极管在恢复阻断能力时为什么会形成反向电流和反向电压过冲？

7、这与它们的单相导电性能是否矛盾？这种反向电流在电路使用中会带来什么问题？30.使晶闸管导通的条件是什么？ 31.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 32.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？33.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33所示，GTR带电感性负载时，如果不接二极管VD会产生什么问题？有了二极管VD是否还要加缓冲电路呢？ 34.如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏？35.晶闸管的触发电路有哪些要求？36.GTO与GTR同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？37.IGBT、GTR、

8、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？38.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各组件的作用。39.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。计算题：40.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大 ?41.流经晶闸管的电流波形如题图141所示。试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。若取安全裕量为2，问额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？ 42.在题图1-42电路中，E50V，R0.5W,L0.5H，晶闸管擎住电流为15mA。要使晶闸管导通，门极触发脉冲宽度至少应为

9、多少？43.题图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。44.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、 Im3各为多少 ? 第2章 整流电路整流电路中的规律：1凡是带大电感的负载，无论单相还是三相，均为090（反接续流管的除外）；2桥式整流电路能解决直流磁化问题；3对于纯电阻负载的电路，唯有三相的调节范围小于180，其余的均等于180。填空题：1.电阻负载的特点是_电压与电流成正比，两者波形相

10、同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角的最大移相范围是_180_。2.阻感负载的特点是_流过电感电流不能发生突变_，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角的最大移相范围是_180_ ，其承受的最大正反向电压均为_U2_，续流二极管承受的最大反向电压为_U2_（设U2为相电压有效值）。3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，角移相范围为_0180_，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_U2_和_U2_；带阻感负载时，角移相范围为_090_，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_U2_和_U2_；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流

11、不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_大电感_。功率因素由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角大于不导电角时，晶闸管的导通角 =_180_; 当控制角小于不导电角 时，晶闸管的导通角 =_180_。5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与_全控桥_的波形基本相同，只是后者适用于_低_输出电压的场合。6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于_U2_，晶闸管控制角的最大移相范围是_0150_，使负载电流连续的条件为_30_(U2为相电压有效值)。7.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲

12、相位按相序依次互差_120_，当它带阻感负载时，的移相范围为_090_。8.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是_最大_的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最小_的相电压；这种电路 角的移相范围是_0120_，ud波形连续得条件是_60_。9.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值_降低_。10.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为_U2_，随负载加重Ud逐渐趋近于_0.9U2_，通常设计时，应取RC_（35）/2_T，此时输出电压为Ud_1.2_U2(U2为相电压有效值)。11.电容滤波三相不可控

13、整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临界条件是_wRC=_，电路中的二极管承受的最大反向电压为_U2。12.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当 从090变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随 的增大而 _增大_，当 从90180变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随 的增大而_减小_。13.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L为足够大。当 30时，三相电流有效值与直流电流的关系为I_Id ，交流侧电流中所含次谐波次数为_，其整流输出电压中所含的谐波次数为_。14.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路适用于_低电压大电流_的场合 ，当它带

14、电感负载时，移相范围是_090_，带电阻负载时，移相范围是_；如果不接平衡电抗器，则每管最大的导通角为_60_，每管的平均电流为_1/6_Id 。15.多重化整流电路可以提高_功率因素_，其中移相多重联结有_并联多重联接_和_串联多重联接_两大类。16.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为_有源逆变_，欲实现有源逆变，只能采用_全控_电路 ，当控制角 0 /2 时，电路工作在_整流_状态； /2 时，电路工作在_逆变_状态。17.在整流电路中，能够实现有源逆变的有_、_等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是_晶闸管控制角度大于90，使Ud为负值_和_要有直流电动势，极性

15、需和晶闸管的导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压_。18.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时，电动机的机械特性为一组_，当电流断续时，电动机的理想空载转速将_，随 的增加，进入断续区的电流_。19.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作_运行，电动机_转，正组桥工作在_状态；当其处于第四象限时，电动机做_运行，电动机_转，_组桥工作在逆变状态。20.大、中功率的变流器广泛应用的是_晶闸管_触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即_脉冲形成与放大_、_锯齿波的形成和脉冲移相_和_同步环节_。简答题：21.如题图2-21

16、所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？22.单相全波可控整流电路与单相桥式全控整流电路从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的，那么二者是否有区别呢？23.三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其向量如题图2-23所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？24.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？ 25.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的触发角都

17、是 ，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是a相，在相位上差多少度？ 26.题图2-26为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：晶闸管承受的最大反向电压为2；当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。27.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压ud波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？28.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？29.三相全控桥，电动机负载，要求可逆，整流

18、变压器的接法是D，y-5，采用NPN锯齿波触发器，并附有滞后30的R-C滤波器，决定晶闸管的同步电压和同步变压器的联结形式。 30.单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？ 31.三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？ 32.变压器漏感对整流电路有何影响？ 33.无功功率和谐波对公用电网分别有那些危害？ 34.单相桥式不可控整流带电容滤波电路和三相桥式不可控整流带电感电路，它们交流侧谐波组成有什

19、么规律？ 35.整流电路的输出电压和电流是周期性的非正弦波，试以 =0 为例，分析此时整流电压、电流中的谐波关系。 36.12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和交流输入电流中各含哪些次数的谐波？ 37.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？ 38.整流电路多重化的主要目的是什么？39.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？ 40.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？计算题：41.晶闸管通态平均电流IT=100A，当流过晶闸管的实际电流如题图2-41所示, 求允许平均电流Id的值(不考虑环境温度与安全裕量)? 42.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L2

20、0mH，U2100V，求当0和60时的负载电流Id，并画出ud与id波形。43.单相桥式全控整流电路，U2100V，负载中R2，L值极大，当30时，要求：作出ud、id、和i2的波形；求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 44.单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。45.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2，L值极大，反电势E=60V，当=30时，要求：作出ud、id和i2的波形；求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和

21、额定电流。 46.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2220V，控制角 /3 rad,负载电阻Rd5W,试求：（1）输出电压的平均值 Ud ；（2）输出电流有效值I。47.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2400V，负载电阻Rd10W, 控制角 /2 rad, 试求：（1）输出电压平均值Ud；（2）输出电流平均值Id。 48.晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管，电路如题图2-48所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2，L值很大，当 =60时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。49.在三相半波整流电路中，如果

22、a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。 50.三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当 =60时，要求：画出ud、id和iVT1的波形；计算Ud、Id、IdT和IVT。 51.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当 =60时，要求：画出ud、id和iVT1的波形；计算Ud、Id、IdT和IVT。52.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L=，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当 =60时求Ud、Id与 的数值，并画出整流电压ud的波形。 53.三相半波可控整流电路，反电动势阻感

23、负载，U2=100V，R=1，L=，LB=1mH ，求当 =30时、E=50V时Ud、Id、的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。 54.三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5，L=，U2=220V，XB=0.3，求Ud、Id、IVD、I2和 的值并作出ud、iVD和i2的波形。 55.三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1，L=，U2=220V， =60，当LB=0和LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求 并分别作出ud与iT的波形。 56.试计算第43题中i2的3、5、7次谐波分量的有效值I23、I25、I27。 57.试计算第51题中i2的5、7次谐波分量的

24、有效值I25、I27。 58.试分别计算第43题和第51题电路的输入功率因子。 59.三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1，L=，U2=220V，LB=1mH，当EM=-400V，=60时求Ud、Id与 的值，此时送回电网的有功功率是多少？ 60.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L=，U2=100V，L=0.5mH，当EM=-99V，=60时求Ud、Id和 的值第3章 直流斩波电路填空题：1.直流斩波电路完成得是直流到_直流_的变换。2.直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波器_和_升压斩波器_。3.斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制_、_频率调制_和_混合调制_。4.升压

25、斩波电路的典型应用有_直流电动机传动_和_单功率因素校正电路_等。5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为_0.51_。6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有_升压斩波电路_、_sepic斩波电路_和_zeta斩波电路_。7.Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：_ sepic斩波电路_的电源电流和负载电流均连续，_ zeta斩波电路_的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为_正_极性的 。8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第_一_象限，升压斩波电路能使电动机工作于第_二_象限，_升降压_电路能使电动机工作于第1和第

26、2象限。9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第_一、二_象限。10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个_升压_斩波电路和一个_降压_斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个_相同的_斩波电路并联。11.间接直流变流电路分为_单端_和_双端_电路两大类，在前种电路中，变压器中流过的是_直流脉动电流_；在后者中，变压器中的电流为_正负对称的交流电流_。12.单端电路有_正激_和_反激_两种电路，双端电路有_半桥_、_全桥_和_推挽_三种电路。13.反激电路中的变压器起_储能元件_的作用，反激电路不应工作于_负载开路_状态。14.双端电路种常见的整

27、流电路形式为_全波整流_电路和_全桥整流_电路。一般在输出电压较低的情况下采用_全波整流电路_；在高压输出的情况下，采用_全桥整流电路_；当电路输出电压非常低时，可采用_同步整流_电路。15.从输入输出关系来看，开关电源是一种_交流直流_装置，由于开关电源采用了工作频率较高的_中间交流环节_，使其变压器和滤波器都大大减小。简答题：11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。15.分析题图3-

28、15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。 17.多相多重斩波电路有何优点？计算题： 18.在题图3-18所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10，L值极大，EM=30V，T=50s,ton=20s,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 19.在题图3-19所示的降压斩波电路中，E=100V，L=1mH，R=0.5，EM=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton

29、 =5s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当ton=3s时，重新进行上述计算。20.在题图3-20所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当T=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 21.在题图3-21所示的升压斩波电路中，设E100V，R250W， 0.8，C。(1)计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 (2)计算输入输出功率。 22.如题图3-22所示降压斩波电路，设输入电压为200V，电感L是100mH, 电容C无穷大，输出接10W的电阻，电路的工作频率是50kHz，全控器件导通占空比 为0.5，求：(1)输出直流电压Uo，输出直流电流Io。 (2)流过IGBT的峰值电流。(3)如果将IGBT的峰值电流减小为输出直流电流Io的110，应改变什么参数，它的值是多大。第4章 交流交流电力变换电路填空题：1.改变频率的电路称为_变频电路_，变频电路有交交变频电路和_矩阵式变频_电路两种形式，前者又称为_周波变流器_，后者也称为_矩阵变换器_。2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角 的移相范围为_0180_，随 的增大， Uo_减小_，功率因数 _降低_。3.单相交流调压电路带